ES2257462T3 - Deposito de combustible de doble pared de material sintetico. - Google Patents

Abstract

Depósito de combustible de doble pared, en particular tanque para vehículos de motor, de material sintético, que está compuesto de al menos dos elementos (2a, 2b) con forma de envolventes unidos entre sí por medio de sustancias, caracterizado porque los elementos con forma de envolvente están configurados cada uno de ellos como piezas de doble pared moldeadas por soplado, que están coextruídos cada uno de ellos al menos parcialmente a partir de capas múltiples y entre cuyas paredes cada uno de ellos al menos parcialmente mantiene libre una ranura (7).

Description

Depósito de combustible de doble pared de material sintético.

La invención concierne a un depósito de combustible de doble pared de material sintético que está compuesto de al menos dos elementos con forma de concha unidos entre sí mediante el empleo de sustancias.

Como es sabido, los depósitos de combustible de una sola capa de polietileno son más o menos permeables a los hidrocarburos, con la consecuencia de que los hidrocarburos se difunden a través de las paredes del tanque y son evacuados al medio ambiente, lo cual no es deseable. En los tanques de combustible se han de poner altos requisitos en lo que respecta a su permeabilidad para los hidrocarburos.

Para reducir la emisión de hidrocarburos en los sistemas con tanques de combustible se han empleado una gran cantidad de esfuerzos. Por esta razón ya es conocida la fabricación de tanques de combustible por el procedimiento de soplado y coextrusión, en el que sus paredes están compuestas de un laminado con una o varias capas a modo de barreras difícilmente permeables para los hidrocarburos. Este tipo de tanques satisfacen por regla general los requisitos en lo que respecta a las máximas emisiones admisibles de hidrocarburos.

Sin embargo, en lo tocante a este aspecto, siguen siendo problemáticas las aberturas para las conexiones del tanque que forman un asiento estanco para tubuladuras, válvulas y similares, incluso los cordones de soldadura representan una posible fuente de emisión tanto en el caso de depósitos de combustible que están compuestos de varias piezas fabricadas por procedimientos de fundición inyectada como también en el caso de depósitos de combustible que han sido obtenidos mediante moldeo por extrusión y soplado.

Para reducir la tasa de permeabilidad de un depósito de combustible, por ejemplo en el documento DE 36 00 177 A1 se propone construir el depósito de combustible de pared doble, a partir de un depósito interior y una funda exterior, que entre ambos forman un espacio intermedio estanco en el que desemboca una tubería de aireación o desgasificación. En este tipo de disposición se pueden por tanto recoger en un elemento de filtrado una gran parte de los hidrocarburos que se difunden directamente a través de la pared del tanque, pero sin embargo en este caso es un requisito tener que atravesar en varios puntos la funda exterior con tuberías que también representan fuentes de emisión. Este tipo de tuberías dispuestas por el exterior del depósito tienen que ser optimizadas en lo que respecta a sus emisiones, lo cual es muy costoso y mientras tanto también se choca con limitaciones.

Así pues, existe la tendencia a colocar el mayor número posible de tuberías y racores de empalme en el tanque. A este respecto, es conocida, por ejemplo por el documento DE 198 49 820 A1, la colocación en la zona del tanque de al menos una cubierta exterior estanca que con las paredes del tanque delimite un espacio blindado con respecto al ambiente en cuyo interior están dispuestas las conexiones, tuberías de unión y similares. Esta cubierta se suelda de modo estanco con las paredes del tanque. Por debajo de la misma también puede estar previsto por ejemplo un filtro de carbón activo para la recogida y la sedimentación de los hidrocarburos liberados.

Es conocida una solución similar a través del documento WO 00/48859 en donde el tanque también se sella por soldadura con una cubierta de gran superficie en forma de campana.

Realmente hay cada vez más esfuerzos para instalar el máximo posible de racores de empalme y tuberías en el interior del tanque. Es particularmente bueno realizar esto en depósitos de combustible que están compuestos de grandes piezas, por ejemplo de dos medias envolventes.

Por el documento DE 198 53 097 es conocido por ejemplo un depósito de combustible de este tipo que presenta una pared fabricada de material sintético por el procedimiento de fundición inyectada, la cual está conformada en dos partes, estando a su vez cada mitad del tanque nuevamente compuesta de conchas dispuestas una sobre otra, entre las cuales queda libre una grieta o ranura, siendo extraídos y filtrados los vapores de hidrocarburos que penetran en su interior. En un tanque de este tipo se pueden montar todos los componentes bajo unas favorables condiciones de montaje antes de que las dos medias envolventes se suelden una con la otra. En la construcción de este tipo de tanques existe ciertamente el problema de que las propiedades de permeabilidad de los plásticos utilizados no puedan ser mejoradas, por ejemplo mediante la multiplicidad de capas de los mismos. La fabricación de las medias envolventes con varias capas no es posible con el procedimiento de fundición inyectada. El moldeado por temperatura de las medias envolventes a partir de un producto semiacabado de varias capas presenta normalmente dificultades ya en la fabricación puesto que la temperatura de elaboración de los componentes individuales de los laminados utilizados habitualmente están relativamente separadas unas de otras.

La invención tiene pues como tarea principal desarrollar un depósito de combustible del tipo mencionado al principio, como por ejemplo el que es conocido por el documento DE 198 53 097 A1, de tal manera que dicho depósito sea particularmente económico en su fabricación y que a través de sus paredes puedan llegar al ambiente el mínimo posible de vapores de hidrocarburos.

La tarea queda resuelta con la invención porque en todos los casos los elementos en forma de envolventes se configuran como piezas de pared doble moldeadas por soplado, que a su vez y al menos por zonas han sido coextruídas en varias capas y entre cuyas paredes se mantiene en todos los casos, y al menos por zonas, una ranura libre.

Un depósito de combustible construido de esta forma tiene diversas ventajas en comparación con los depósitos de combustible conocidos hasta ahora, las cuales ante todo están referidas a que los elementos individuales del depósito de combustible están coextruídos con varias capas lo que por una parte abre la posibilidad de reducir con las medidas conocidas la permeabilidad del material empleado, y por otra parte se aprovechan las ventajas de los depósitos múltiples en lo que respecta a la instalación de tuberías y elementos de conexión. Todas las superficies visibles de los componentes tienen un magnífico acabado superficial, lo cual por regla general no es el caso de las superficies interiores de los tanques de combustible convencionales moldeados por soplado. En estas últimas, el material sintético deja sin embargo grandes marcas de las líneas de flujo debido al hecho de que en el interior de una pieza moldeada por soplado no se produce ningún contacto con las herramientas. En los tanques de combustible convencionales moldeados por soplado también se producen irregularidades en sus paredes debido a las diferentes líneas de dilatación de la preforma. El depósito de combustible configurado de acuerdo con la invención tiene por el contrario la ventaja de que el contorno interior presenta una superficie lisa definida.

Los elementos con forma de envolvente pueden a su vez estar configurados de tal manera que forman una partición discrecional del depósito de combustible montado, incluso con un trazado asimétrico. Por ejemplo un elemento en forma de envolvente puede estar configurado como elemento en forma de pileta o cubeta, mientras que el otro elemento que se ha de montar con éste forma una cubierta.

Sin embargo, de modo conveniente, los elementos de doble pared están configurados como medias envolventes que se sueldan entre sí.

Las paredes de los elementos que forman el depósito pueden a su vez al menos parcialmente estar conformadas a partir de un laminado con al menos una capa de barrera para los hidrocarburos. Este tipo de capas de barrera pueden estar conformadas por ejemplo de EVOH (alcohol de etileno y vinilo). Debido a la configuración de pared doble de los elementos que forman el depósito de combustible, en vez de los EVOH es posible utilizar materiales de barrera más económicos, con lo cual se reducen los costes de fabricación del depósito de combustible. Pero también puede estar previsto disponer en cada uno de ellos una capa de barrera, solamente en una de las dos paredes de los elementos moldeados por soplado. Esto sería fácil de llevar a cabo durante la fabricación debido a que la preforma se extruye solamente con una capa de barrera que se extiende sobre la mitad de su contor-
no.

En una forma de ejecución favorita y también apropiada del depósito de combustible acorde con la invención está previsto que solamente se dispongan capas de barrera para hidrocarburos en las zonas de las paredes de los elementos que formen las partes exteriores del tanque.

Convenientemente están previstos medios para la aireación del espacio hueco de los elementos conformados como piezas huecas. Por ejemplo, puede estar previsto que en sitios apropiados de las medias envolventes se dispongan sendas aberturas de aireación y ventilación, siendo conveniente que el espacio hueco de los elementos esté siempre comunicado con un elemento filtrante. Durante el funcionamiento del vehículo motorizado puede por ejemplo estar previsto un barrido continuo del correspondiente espacio hueco, con aire.

Pasos, particiones y bordes habituales de las paredes del depósito pueden estar conformados mediante soldadura de zonas de paredes de los elementos que se colocan superpuestas, es decir, mediante la denominada soldadura de pared contra pared, con lo cual se puede conseguir al mismo tiempo la estabilización del depósito de combustible. Son posibles los pasos con calidad de calibrado en las soldaduras de pared contra pared para el paso de tuberías y conexiones.

Al menos las zonas de al menos un elemento, que forman las paredes interiores del depósito, con preferencia del elemento que en la posición de uso forma la parte superior del tanque, pueden tener una configuración perfilada para la acogida y/o fijación de tuberías y otros elementos internos, lo cual se puede conseguir igualmente mediante las denominadas soldaduras de pared contra pared.

Alternativamente también es fácilmente posible disponer piezas insertadas para la acogida de tuberías o elementos internos, como por ejemplo depósitos colectores, que durante el proceso de soplado establecen una unión íntima con las paredes interiores del depósito.

Además puede estar previsto que zonas de paredes situadas superpuestas se suelden entre sí formando tuberías y/o canales con lo cual resulta innecesario en algunas zonas el montaje de tuberías separadas.

Finalmente, aún puede estar previsto que los elementos o las medias envolventes se suelden entre sí de tal manera que formen entre ellos en la zona del cordón de soldadura, al menos uno y al menos parcialmente, un canal circundante de ventilación que puede estar ventilado de forma similar que el espacio libre entre las paredes de los elementos. De esta forma se reduce todavía más la permeabilidad para los hidrocarburos del depósito de combustible terminado.

Las dos medias envolventes del depósito de combustible pueden estar unidas entre sí, por ejemplo mediante termosoldadura con elementos de calefacción. También son imaginables en el marco de la invención otros tipos de unión, por ejemplo el pegado.

A continuación se explica la invención con ayuda de los ejemplos de ejecución representados en los dibujos.

Se muestran:

Figura 1 una vista en perspectiva de un depósito de combustible acorde con la invención,

Figura 2 una sección a través del depósito de combustible a lo largo de la línea II-II de la figura 1,

Figura 3 una vista a lo largo de la línea III-III de la figura 2,

Figura 4 una vista como la anterior pero de una configuración alternativa de la paredes interiores del depósito en esa zona, y

Figura 5 un detalle ampliado de las paredes exteriores del depósito de combustible.

El depósito de combustible representado en las figuras está compuesto de dos medias 2a, 2b envolventes fabricadas por el procedimiento de extrusión por soplado, de las cuales, la media envolvente que en la posición de uso está arriba se ha designado con 2a y la media envolvente que en la posición de uso está abajo se ha designado con 2b. Las dos medias envolventes 2a y 2b están soldadas entre sí formando un cordón 3 circundante, presentando en el ejemplo de ejecución elegido y por razones de estabilidad, cada una de las superficies frontales soldadas entre sí de las medias 2a, 2b envolventes un escalón 4a, 4b circundante, estando configurado el escalón 4a de la media envolvente 2a superior en la posición interior, y el escalón 4b de la media envolvente 2b inferior en la posición exterior, con lo cual la media envolvente 2a superior y la media envolvente 2b inferior quedan centradas una contra otra, y la media envolvente 2a superior envuelve con ajuste geométrico a la media envolvente 2b inferior.

Como ya se ha mencionado anteriormente, cada una de las medias envolventes está configurada como elemento de moldeo hueco fabricado por el procedimiento de moldeo por extrusión y soplado, y fue obtenido mediante coextrusión de una preforma tubular de capas múltiples. La coextrusión de tales laminados pertenece al estado de la técnica, por lo cual, en lo que sigue ya no se abordará aquí ese tema. Debido a la conformación de las medias 2a, 2b envolventes como piezas moldeadas por soplado, éstas están configuradas como de pared doble, manteniéndose libre de modo parcial una ranura 7 entre las paredes 5, 6 del depósito. Las paredes exteriores del depósito se designan con 5 y las paredes interiores del depósito con 6.

En el ejemplo de ejecución representado, las paredes 5 exteriores del depósito poseen actualmente una capa 8 de barrera para hidrocarburos. La estructura de capas de las paredes 5 exteriores del depósito que contienen la capa 8 de barrera se puede apreciar en la figura 5.

Las paredes 5 exteriores del depósito tienen la estructura representada esquemáticamente en la figura 5 de un total de seis capas paralelas, de las cuales las dos capas 9 exteriores están compuestas por ejemplo de polietileno. Con la marca 10 se ha designado una capa de regenerado. Bajo regenerado se entiende un material reciclado que por ejemplo se ha producido como material de deshecho (scrap) en la fabricación de las medias 2a, 2b envolventes, o en la fabricación de otras piezas moldeadas por soplado.

La capa 8 de barrera compuesta de EVOH (alcohol de etileno y vinilo) está embebida por ambos lados en una capa 11 de agente adhesivo con la que se garantiza una unión con el regenerado 10, o con la cara interior de la capa 9 exterior de polietileno.

En la forma de ejecución representada del depósito 1 de combustible acorde con la invención, la pared 6 interna del depósito está construida de tres capas, estando embebida entre dos capas externas de polietileno una capa de regenerado.

En la sección a través del depósito de combustible representado esquemáticamente en la figura 2 se han señalado en ella y solamente a efectos de ilustración diversas aberturas 12 que por ejemplo pueden estar previstas para la acogida de un transmisor de señales, o de una válvula de ventilación o de una tubuladura de carga, pero también para la acogida de una unidad de trasiego. Por ejemplo, la gran abertura prevista en la parte de arriba del depósito 1 de combustible podría acoger una unidad de trasiego compuesta de un bote para desbordamiento y la correspondiente bomba de combustible. Puesto que los depósitos 1 de combustible y sus partes internas hoy día se han de calcular para toda la vida del vehículo, es posible imaginar por ejemplo que la abertura para el paso de las tuberías de combustible y de las líneas eléctricas que se han de conectar a la unidad de trasiego del combustible se seleccione de menor diámetro que el usado habitualmente ya que en el depósito 1 de combustible acorde con la invención se ofrece la posibilidad de colocar y asegurar estas partes internas en el depósito 1 de combustible antes del montaje de las medias 2a, 2b envolventes.

Las aberturas 12 en el depósito 1 de combustible fueron obtenidas mediante termosoldadura 13 de pared contra pared. En las zonas designadas con 13 la herramienta de moldeo ha colocado respectivamente la pared 5 exterior del depósito y la pared 6 del depósito una encima de otra y las ha soldado térmicamente entre sí, con lo cual en esa zona, tras el desmolde o separación de las medias 2a, 2b envolventes de la respectiva herramienta, se pueden disponer mediante el correspondiente trabajo de elaboración posterior las aberturas 12 calibradas.

Tales termosoldaduras de pared contra pared también pueden evidentemente ser previstas para otros fines en las medias 2a, 2b envolventes, por ejemplo simplemente para el reforzamiento de las paredes 5, 6 del depósito en zonas críticas o para disponer en la pared 6 interior del depósito asientos para insertos, tubos, cables o similares. La fabricación de las medias envolventes que forman el depósito 1 de combustible por el procedimiento de moldeo por extrusión y soplado tiene la ventaja de que el depósito 1 de combustible puede adquirir casi cualquier contorno exterior de depósito como también cualquier contorno interior de depósito. Por el contrario, la fabricación del depósito 1 de combustible de una sola pieza como pieza de moldeo por soplado tiene el inconveniente de que sobre el contorno interior del depósito solamente se puede actuar de una forma limitada.

En el ejemplo de ejecución representado en la figura 2 están previstos nervios 14 de refuerzo para el reforzamiento de las paredes 5, 6 del depósito, conformados mediante termosoldaduras de pared contra pared, y precisamente en la pared 6 interior del depósito de la media 2a envolvente superior y en la pared 5 exterior del depósito de la media 2b envolvente inferior. Estos nervios de refuerzo pueden discurrir longitudinalmente, transversalmente, en diagonal o según determinadas muestras sobre las paredes 5, 6 del depósito. En la figura 2 se ha dibujado solo esquemáticamente un bote contra las oscilaciones del nivel o también bote de tranquilización designado con el símbolo 15 para acoger una unidad de trasiego no representada. Como ya es suficientemente conocido, el bote 15 contra las oscilaciones del nivel constituye un reservorio de combustible para una bomba de combustible que en los trayectos con curvas o similares situaciones de aceleración del vehículo asegura el suministro de combustible a la bomba de combustible. En los tanques construidos de una sola pieza mediante moldeo por soplado, o bien se implanta por soplado este bote 15 contra las oscilaciones del nivel durante la fabricación del tanque de combustible o se inserta posteriormente a través de la correspondiente abertura en el tanque; en ambos casos es necesario fijar el bote contra las oscilaciones del nivel mediante los correspondientes medios de enganche contra la pared interior del depósito. Esto no es necesario en la configuración múltiple del depósito 1 de combustible acorde con la invención, en donde el bote 15 contra las oscilaciones del nivel puede ser unido con la pared 6 interior del depósito mediante agentes adhesivos o mediante ajuste geométrico antes del montaje de las medias 2a, 2b envolventes.

En la figura 2 los nervios 14 de refuerzo se han dibujado por pura casualidad discurriendo por debajo del bote 15 contra las oscilaciones del nivel, pero para el especialista es evidente que el apoyo de un bote contra las oscilaciones del nivel y el dispositivo de trasiego de combustible que lo acompaña no necesita un reforzamiento de la pared del depósito.

Con 16 se ha designado una pieza de soporte que por ejemplo está prevista para acoger y asegurar las tuberías puestas en el depósito 1 de combustible. Esta pieza 16 de soporte también puede estar soldada, pegada o fijada con la pared 6 interior del depósito antes del montaje de las medias 2a, 2b envolventes. Una tal pieza 16 de soporte también puede estar prevista como pieza para ser insertada, que durante el proceso de soplado se colocó en el molde de soplado y durante el ensanchamiento de la preforma convirtiéndola en molde de soplado ha establecido una unión intima con ésta última.

Como ya se ha mencionado de forma general en lo que antecede, en la pared interior del depósito también pueden estar dispuestos asientos 17 de tipo clip para la fijación de tuberías 18 de combustible. En las figuras 3 y 4 se han representado variantes posibles para la fijación de una tubería 18 de combustible. Los asientos 17 de tipo clip se conforman respectivamente mediante lengüetas 19 de sujeción elásticas que a veces están situadas por parejas enfrentadas por sus frentes (figura 3) o pueden estar dispuestas enfrentadas y desplazadas entre sí (figura 4). Estas se configuran mediante la correspondiente conformación de la herramienta de moldeo por soplado en la pared de la pieza moldeada por soplado. Antes de montar las medias 2a, 2b envolventes, en el caso de la ejecución según la figura 3 se puede engrapar la tubería de combustible, o se puede enhebrar en el caso de la ejecución según la figura 4.

La ranura mantenida libre entre las paredes 5, 6 del depósito puede por una parte servir como barrera de difusión ventilable para hidrocarburos, por ejemplo a este respecto pueden disponerse aberturas de aireación y ventilación que comunican con un filtro de carbón activo, y por otra parte la ranura 7 sirve también para el amortiguamiento del ruido del combustible que se mueve en el depósito de combustible.

Depósito de combustible de material sintético de pared doble Lista de símbolos de referencia

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 1 \+ depósito de combustible\cr  2a \+ media envolvente superior\cr
 2b \+ media envolvente inferior\cr  3 \+ costura\cr  4a, b \+
escalones\cr  5 \+ pared exterior del depósito\cr  6 \+ pared
interior del depósito\cr  7 \+ ranura\cr  8 \+ capa de barrera\cr  9
\+ capas externas\cr  10 \+ regenerado\cr  11 \+ pegamento\cr  12 \+
aberturas\cr  13 \+ termosoldaduras pared contra pared\cr  14 \+
nervios de refuerzo\cr  15 \+ bote contra las oscilaciones del
nivel\cr  16 \+ pieza insertada\cr  17 \+ asiento de tipo clip\cr 
18 \+ tubería de combustible\cr  19 \+ lengüetas de
sujeción\cr}

Claims (8)

1. Depósito de combustible de doble pared, en particular tanque para vehículos de motor, de material sintético, que está compuesto de al menos dos elementos (2a, 2b) con forma de envolventes unidos entre sí por medio de sustancias, caracterizado porque los elementos con forma de envolvente están configurados cada uno de ellos como piezas de doble pared moldeadas por soplado, que están coextruídos cada uno de ellos al menos parcialmente a partir de capas múltiples y entre cuyas paredes cada uno de ellos al menos parcialmente mantiene libre una ranura (7).

2. Depósito de combustible según la reivindicación 1, caracterizado porque cada uno de los elementos de doble pared están configurados como medias (2a, 2b) envolventes que están termosoldadas entre sí.

3. Depósito de combustible según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque las paredes de los elementos que forman el depósito están configuradas en cada uno de ellos al menos parcialmente a partir de un laminado con al menos una capa (8) de barrera para hidrocarburos.

4. Depósito de combustible según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque solamente están previstas capas (8) de barrera para hidrocarburos en las zonas de las paredes de los elementos que forman las caras exteriores del tanque.

5. Depósito de combustible según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque están previstos medios para la ventilación del espacio hueco de los elementos configurados como piezas moldeadas huecas.

6. Depósito de combustible según la reivindicación 5, caracterizado porque el espacio hueco de los elementos se comunica con un elemento filtrante.

7. Depósito de combustible según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en las paredes (5, 6) del depósito están previstos pasos, particiones y refuerzos mediante la termosoldadura de zonas de paredes de los elementos dispuestas unas sobre otras.

8. Depósito de combustible según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque las zonas, al menos de un elemento, que forman la pared (6) interior del depósito, con preferencia del elemento que en la posición de uso forma la cara superior del tanque, están perfiladas para la acogida y/o fijación de tuberías y otras piezas internas.